DE8812456U1

DE8812456U1 - Selbstdichtendes Ventil

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Publication number: DE8812456U1
Application number: DE8812456U
Authority: DE
Original assignee: Voss Richard Grubenausbau GmbH
Current assignee: Voss Richard Grubenausbau GmbH
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1989-01-12
Also published as: GB2224334A; GB2224334B; GB8921883D0

Description

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Richard Voß Grubenausbau öiibtf,. *5B4O ^&udigr;&phgr; Beschreibung

Die Neuerung betrifft ein Ventil, insbesondere Rückschlagventil für HFA-, HFC- oder HFD-Druckf1Uss1gke1ten mit In einer Richtung abschließenden Dichtkolben, der in einem rohrförmigen Gehäuse verschieblich angeordnet und über eine Druckfeder entgegen der gewünschten Üurchf1ußrichtung gegen den In der Gehüusebohrung ausgebildeten Ventilsitz angepaßt 1st und der eine die Druckfeder aufnehmende Sackbohrung mit endseitigen, kurz vor dem Ventilsitz austretenden Radialbohrungen aufweist.

Ventile sind Absperrorgane, deren Verschlußelement bei : Betätigung vorwiegend in DurchfluBrichtung bewegt wird, wobei als Absperrorgan Teller oder innerhalb der Innenbohrung verschieblich angeordnete Kolben Verwendung finden. Die Absperrung soll dabei in Absperrichtung absolut lekfrei sein, was bei der hSufig verwendeten Hydraulikflüssigkeit Mineralöl meist auch erreicht wird. Dort, wo Mineralöl aus Sicherheitsgründen nicht eingesetzt werden darf und wo statt dessen HFA-, HFC- oder HFD-Druckflüssigkeiten zum Einsatz kommen, treten bei den bekannten Ventilen leicht Undichtigkeiten auf, die entweder von Beginn an oder nach einigen Lastspielen auftreten und dann zu entsprechenden Problemen führen. %

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein auch bei Nichtmineralöl-Hydraulikflüssigkeit vollständig abdichten -des Ventil, vor allem Rückschlagventil zu schaffen.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der I Dichtkolben im Bereich der mit dem Ventilsitz korrespondieren- | den Dichtflächen begrenzt nachgiebig ausgebildet ist.

Durch die besondere Ausführungsform des Dichtkolbens wird auch bei den bisher bezüglich der Abdichtung problematischen Druckflüssigkeiten eine vollständige Dichtheit eines derartiger. ¥sntiU erreicht ,da er sich »it seinen Dichtflächen aufgrund de durch die belastende Druckfeder auftretenden

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Beeinflussung ganz dicht an die Flächen des Ventilsitzes anlegt, sich quasi entsprechend verformt, überraschend 1st es damit möglich, Ventile, vor allem Rückschlagventile vollständig dicht auszuführen, wobei die Dichtheit auch nach einer Vielzahl von Lastspielen Immer gewährleistet bleibt. Vorteilhaft 1st welter, daß aufgrund der Ausbildung der Dichtflächen des Dichtkolbens eine möglichst günstige FUhrung der Druck f 1 lic e i nj/ ai t Aiir-fh Wie &Igr;&eegr;&pgr;&agr;&rgr;&agr; d°S VS"t11S STTSicht ViI &Ggr; d 4ncha.

sondere dann, wenn die Dichtflächen entsprechend geformt bzw. ausgebildet sind, was noch Gegenstand der nachfolgenden Ansprüche ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausführung der Neuerung 1st vorgesehen, daß der Ventilkegel des Dichtkolbens begrenzt nachgiebig ausgebildet und lösbar mit dem Übrigen Dichtkolben verbunden 1st. Dadurch kann der für die Wirkung der Dichtflächen wichtige Bereich des Dichtkolbens so ausgebildet werden, wie es für den jeweiligen Anwendungszweck optimal 1st. Nicht der gesamte Dichtkolben muß entsprechend besonders ausgebildet werden, sondern nur ein Teil, der beispielsweise durch Verschraubung nü- m-5 t Horn ainontHrhen &Ggr;&EEgr; r ht VnI hen in Var hi nriunn nahrarht _, — ~._ __... _._a_...... _.. _._..-.._.__ _._...__.._{7 3}_ _.__.. _

werden kann.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Dichtkolben mit einer begrenzt nachgiebigen Beschichtung, vorzugsweise aus Kunststoff versehen 1st. Dabei ist es ausreichend, eine relativ dünne Beschichtung vorzusehen, da schon damit die weiter oben angesprochene Verformung im Bereich der Dichtflächen zu erreichen ist. Je nach Stärke der Druckfeder kann hier die Dicke der Beschichtung eingestellt werden, um die gewünschte Dichtwirkung im Bereich der Dichtflächen bzw. des Ventilsitzes zu erreichen.

Weiter sieht die Neuerung vor, daß der Dichtkolben insgesamt begrenzt nachgiebig ausgebildet ist, was den Vorteil hat, daß weitere Vorbereitungsarbeiten durch Zusammenfügen

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einzelner Teile des Dichtkolbens entfallen. Vielmehr wird der gesamte Dichtkolben beispielsweise aus einem Kunststoff gespritzt, wobei sich Überraschend herausgestellt hat, daß eine besondere Bearbeitung der Dichtflächen nicht nötig 1st, sondern daß mit üblichen Bearbeitungsverfahren hergestellte Körper sich optimal als Dichtkolben eignen. Damit entfallen aufwendige Vorbereitungsarbeiten und die Herstellungskosten werden deutlich gesenkt.

Die welter oben bereits angesprochene optimale Führung des Druckf1Ussigkeitsstroms wird positiv beeinflußt und damit ein Druckverlust Innerhalb des Ventils auf ein Minimum reduziert, Indem der Dichtkolben einen spitz auslaufenden Ventilkegel mit entsprechend schräg verlaufenden Dichtflächen aufweist. Die Form des Ventilkegels sichert dabei ein schnelles Zurückschieben des Dichtkolbens bei entsprechender Druckbelastung, gleichzeitig aber einen möglichst gleichmäßigen Strom durch das System als solches.

Eine ähnliche Ausbildung erreicht das günstige Strömungsverhalten der Druckflüssigkeit innerhalb des Ventils dadurch, döS die entgegen der Durchf1uBricntung gerichtete Spitie des Dichtkolbens bogenförmig verläuft und daß der Ventilsitz umgekehrt gebogene Flächen aufweist. Aufgrund der gebogenen Flächen wird die Druckflüssigkeit innerhalb des Ventilsitzes günstig geführt, wobei es letztlich egal ist, in weiche Richtung Ventilsitz und umgekehrt die Dichtflächen des Dichtkolbens gebogen sind. Auf jeden Fall 1st eine flächige Abdichtung erreicht, gleichzeitig dabei eine günstige Führung des Druckmittelstroms.

Denkbar ist es auch, einen Dichtkolben zu verwenden, der einen Kegelstumpf mit entsprechend schräg und parallel zu den Flächen des Ventilsitzes verlaufenden Dichtflächen aufweist. Bei dieser Ausführung ist im Bereich der die Druckflüssigkeit heranführenden B&irung eine größere Fläche vor-

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henden, die ein schnelles öffnen des Ventils sichert und gieichzeitig die große Dichtfläche 1m Bereich des Ventilsitzes

Jf vorgibt. Bei entsprechender Abrundung der Kanten zwischen

Stumpffläche und Kegelflache beim Ventilkolben wird auch hier eine gute und gleichmäßige Führung der Druckflüssigkeit gewährleistet.

Die vorteilhafte Abdichtung durch den Dichtkolben 1st dadurch erreicht, daß die durchströmende Druckflüssigkeit hinter den Dichtflächen durch den Dichtkolben selbst abgeführt wird, wobei die notwendigen Querschnitte im Ubergangsbereich dadurch erreicht werden, daß in Höhe der Radialbohrungen des Dichtkolbens 1m Gehäuse ein Ringkanal ausgebildet ist. Weiter 1st es möglich, im Bereich der Radialbohrungen im Dichtkolben _| einen ringförmigen Kanal auszubilden, um so das durchströmende

Medium möglichst schnell durch den Dichtkolben hindurch abführen zu können.

Die Neuerung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß eine Ventilausführung geschaffen ist, «iie auch bei HFA-, HFC- oder HFD-Druckf1üssigkeiten immer dicht ist. Es 1st auch bei langen Standzeiten nicht möglich, daß Druckflüssigkeit quasi durchtröpfelt, da die Dichtflächen des Dichtkolbens dies aufgrund ihrer Ausbildung zusammen mit dem Ventilsitz unterbinden, Schon die relativ geringe Kraft der Druck-V feder reicht e .. um die Dichtflächen des Dichtkolbens so

weit an den Ventilsitz zu drücken, daß die bleibende Dichtung ; damit durch entsprechende "Verformung" erreicht ist. Vorteil-

fj haft ist weiter, daß aufgrund der besonderen Formgebung und

&igr;- Ausbildung des Dichtkolbens eine günstige Strömungsführuna

im Bereich des Dichtskolbens gewährleistet ist, wodurch sowohl das Öffnen wie auch später das Schließen des Vent*; vor allem aber die gleichmäßige Führung der Flüssigkeit immer gegeben ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, In der bevorzugte Ausführungsbeispiele Mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein Druckbegrenzungsventil in Schnitt mit einem insgesamt aus begrenzt nachgiebigem Werkstoff bestehenden Dichtkolben,

Fig. 2 einen im Bereich der Dichtfläche beschichteten Dichtkolben,

Fig. 3 einen im Bereich der Dichtfläche abgerundeten Dichtkolben,

Fig. 4 einen im Bereich der Dichtflächen nach innen gebogenen Dichtkolben,

Fig. 5 einen Dichtkolben mit kegel stumpfförmigern Ventilkegel,

Fig. 6 einen insgesamt mit einer Beschichtung versehenen Dichtkolben mit 1m Gehäuse ausgebildeten Ringkanal und U

F1g. 7 einen Dichtkolben mit im Bereich der Radial- >-< bohrungen ausgebildeten ringförmigen Kanal. }j

Das in Fig. 1 wiedergegebene Ventil (1) 1st ein Druckbegrenzungsventil, das Über einen in der Innenbohrung (3) des Gehäuses (2) verschiebbar angeordneten Dichtkolben (1o) verfügt. Beidseitig des Gehäuses (2) sind SteckanschlUsse (4, S) vorgesehen, Über die die einfache Verbindung mit den Druckschläuchen erreichbar 1st. ,;

Das Ventil 1st in Durchflußrichtung (6) abschließend wiedergegeben, wobei ein dichter Sitz dadurch erfleht Wird, daß der Dichtkolben (1o) mit seiner Dichtfläche (11) auf den Ventilsitz (8) mit der Fläche (9) durch die Druckfeder (17) aufgedruckt wird. Der Ventilkegel (12) des Dichtkolbens (lo) ■ ist dabei wie aus Mg. 1 und auch der nachfolgenden Figuren j

zu ersehen 1st, besonders strömungsgUnstig ausgebildet. Gleichzeitig 1st er so geformt und aus eine» entsprechenden Material hergestellt oder aber beschichtet, daß der Druck der Druckfeder (17) ausreicht, um eine gewisse "Verformung" 1m Bereich von Fische (9) und Dichtflache (11) zu erreichen. Wichtig 1st es für den Dauerbetrieb dabei, daß jeweils die Dichtflüche (11) aus begrenzt nachgiebigem Material besteht oder aber der gesamte Dichtkolben (lo), da nur auf diese Heise ferne immer gleiche Durchflußmenge gewährleistet 1st. Dies wäre bei umgekehrter Ausbildung nicht gesichert.

Die StrömungsfUhrung findet Innerhalb des Ventils (1) so statt, daß das die Flüche (9 bzw. 11) passierende Druckmedium anschließend Über den Ringkanal (16) und die Radialbohrungen (15) in die Sackbohrung (17) gelangt, von wo es aus dem Gehäuse (2) herausströmen kann. Der Ringkanal (16) ist dabei so ausgebildet, daß die nötige Druckmittel menge ein- und gleichzeitig über die Radialbohrungen (15) weiterströmen kann.

Die Druckfeder (17) stützt sich über einen Nutring (18) und den Stützring (19) an der Innenwand der Innenbohrung (3) ab und sorgt dafür, daß der Dichtkolben (lo) mit der nötigen Kraft in den Ventilsitz (8) hineingedrückt wird. Bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Ausführungsform besteht der gesamte Dichtkolben (lo) aus einem begrenzt nachgiebigen Material, so daß die sichere Dichtung im Bereich von Fläche (9) und Dichtfläche (11) erreicht und bleibend gewährleistet 1st.

Bei der aus F1g. 1 ersichtlichen Ausführungsform ist die Spitze (2o) des Dichtkolbens (lo) bzw. Ventilkegels (12) eine echte Spitze. Die Druckflüssigkeit wird somit gezielt in den sich beim Öffnen bzw. Verschieben des Dichtkolbens (lo) ergebenden Spalt zwischen Flüche (9 und 11) geführt wird.

Nach Fig. 2 1st die Spitze (2o) mit einer Beschichtung

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(22) versehen, vorzugsweise aus Kunststoff bestehend, während der Übrige Körper des Dichtkolbens (lo) aus Üblichen Netall bzw. Stahl besteht. Auch bei dieser Ausführungsforn entfällt die aufwendige Bearbeitung der Dichtfläche (11), well hler die Beschichtung (22) für die vollständige und sichere Abdichtung sorgt.

Die Ausbildung nach Fig. 3 und nach F1g. 4 unterscheidet sich insofern von denen nach Fig. 1, als hier die Spitze (Zo) als abgerundeter Kopf ausgebildet 1st. Nach Fig. 3 ist der Ventilkegel (12) nach außen gewölbt und entsprechend der Ventilsitz (8) bzw. die Fläche (9) nach innen, während nach der Ausbildung gemäß Fig. 4 die Wölbungen genau umgekehrt verlaufen. In beiden Fällen ist aber eine gleichmäßige Führung des Druckmediums in diesem Bereich gezielt erreicht.

Nach Fig. 5 sind Ventilsitz (lo) und Dichtfläche (11) gleich bemessen wie in den anderen Ausführungen nur, daß hier statt des Ventilkegels (12) ein Kegelstumpf (21) zum Einsatz kommt. Alle anderen Teile des Dichtkolbens (lo) und auch des Gehäuses (2) sind mit denen der übrigen Ausführungsformen gleich.

Die Fig. 6 und 7 beinhalten Ausführungsformen, bei der eine vollständige Beschichtung (23) oder eine Tei!beschichtung (23¹) für den Dichtkolben (lo) vorgesehen 1st. Der wesentliche Unterschied bei den hier wiedergegebenen Ausführungsformen ist der, daß nach Fig. 6 ein im Gehäuse (2) ausgebildeter Ringkanal (16) und nach Fig. 7 ein ringförmiger Kanal (25) innerhalb des Dichtkolbens (lo) vorgesehen ist. Entsprechend ist auch nach Fig. 7 der Ventilkegelmantel (24) unterbrochen, wobei es aber auch denkbar ist, daß die Innenflächen des ringförmigen Kanals (25) mitbeschichtet werden, wenn die Beschichtung entsprechend nach Herstellung des ringförmigen Kanals (25) aufgebracht wird.

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Claims

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1. Ventil, Insbesondere Rückschlagventil fUr HFA-, HFC- oder HFD-DruckflUssigkeiten «it in einer Richtung abschließenden Dichtkolben, der in einen rohrförnigen Gehäuse verschieblich angeordnet und* über eine'Druckfeder entgegen der gewünschten Durchflußrichtuny gegen den 1n der GehSusebohruns ausgebildeten Ventilsitz angepreßt 1st und der eine die Druck feder aufnehmende Sackbohrüng mit endseitigen, kurz vor dea Ventilsitz austretenden Radialbohrungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkolben (lo) im Bereich der mit dem Ventilsitz (8) korrespondierenden Dichtfläche (11) begrenzt nachgiebig ausgebildet 1st.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Ventilkegel (12) des Dichtkolbens (lo) begrenzt nachgiebig ausgebildet ist und lösbar mit dem über dem Dichtkolben verbunden ist.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtkolben (lo) mit einer begrenzt nachgiebigen Beschichtung (23), vorzugsweise aus Kunststoff versehen ist.

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtkolben (lo) insgesamt begrenzt nachgiebig ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtkolben (lo) aus dem die Dichtflüchen (11) bildenden Kunststoff geformt 1st.

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6. Ventil nach Anspruch 1 oder Anspruch dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtkolben (lo) einen spitz auslaufenden Ventilkegel (12) *1t entsprechend schräg verlaufenden Dichtflächen (11) aufweist.

7. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die entgegen der Durchflußrichtung (6) geratete Spitze (2o) des Dichtkolbens (lo) bogenförmig verläuft und daß der Ventilsitz (8) umgekehrt gebogene Flächen (9) aufweist.

8. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtkolben (lo) einen Kegelstumpf (21) mit entsprechend schräg und parallel zu den Flächen (9) des Ventilsitzes (8) verlaufenden Dichtflächen (11) aufweist.

9. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in Höhe der Radialbohrurgen (15) des Lichtkoiben* (lo) im Gehäuse (2) ein Ringkanal (16) ausgebildet 1st.

lo. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,

daß iff Bereich der Radialbohrungen (15) im Dichtkolben (lo) ein ringförmiger Kanal (25) ausgebildet 1st.